共轴高过载旋转行波超声波舵机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于舵机技术领域，具体涉及一种共轴高过载旋转行波超声波舵机。
【背景技术】
[0002]现有技术中的各种舵机缺少一种抗高过载、响应快、舵机频响高、重量轻、结构简单的舵机，要同时满足上述优点的舵机在国内还是空白。
[0003]现有技术中舵机主要有气动舵机和电动舵机;气动结构舵机一般用于结构空间充裕弹体，在小型舵机中无法应用；电动舵机主要是用传统伺服电机作为能动元件，通过减速机增加输出力矩，用绕线电位器作为位置闭环元件，这种结构存在的缺点有:1、通过减速机增加输出力矩，造成舵片存在空程间隙，影响整个舵机系统的有效响应时间；2、传统伺服电机作为能动元件，造成舵机频响低;3、传统电动舵机结构复杂，伺服电机通过减速机增加输出力矩，然后通过制动器对其制动，使得整体结构重量大，同时闭环元件线绕电位器的内部结构构成造成在高过载使用环境下的舵机可靠性差。
【发明内容】
[0004]为解决现有存在的技术问题，本发明实施例提供一种共轴高过载旋转行波超声波舵机。
[0005]为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的:
本发明实施例提供一种共轴高过载旋转行波超声波舵机，该超声波舵机包括超声波舵机控制舱、超声波舵机驱动器、导电塑料电位器、弹性体、转子圆盘、电机底座、锁紧螺母，所述电机底座上设置有定子和转子圆盘，所述弹性体下侧表面设置有压电陶瓷换能片，所述压电陶瓷换能片下侧表面设置有柔性导电膜;所述转子圆盘下侧面设置有摩擦片并与所述弹性体接触，所述转子圆盘上侧端面设置有吸振垫圈；所述转子圆盘上侧设置超声波舵机控制舱;所述超声波舵机控制舱上侧内部环形区域设置导电塑料电位器，所述导电塑料电位器通过键与电机底座连接;所述电机底座在转子圆盘上侧面处套设锁紧螺母;所述电机底座下侧内部环形区域设置超声波舵机驱动器;所述超声波舵机控制舱外侧面有四片固定舵翼;所述柔性导电膜下侧表面设置有缓冲用波簧;所述电机底座下部侧面并且与超声波舵机控制舱之间设置有同心轴承。
[0006]上述方案中，所述导电塑料电位器与超声波舵机控制舱同轴。
[0007]上述方案中，所述电机底座上端设置有用于连接前端舱体的连接螺纹;所述电机底座下端设置有用于连接后端舱体的连接螺纹。
[0008]上述方案中，所述超声波舵机控制舱与转子圆盘通过第一螺钉连接，所述弹性体和电机底座通过第二螺钉连接，所述导电塑料电位器与超声波舵机控制舱通过第三螺钉连接。
[0009]与现有技术相比，本发明的有益效果:
本发明的“共轴”指超声波电机的轴向与舵机的轴向同心； 本发明具有抗高过载、响应快、舵机频响高、重量轻、结构简单、可靠性高的优点；本发明的抗高过载是由锁紧螺母和缓冲用波簧保证的；本发明的锁紧螺母螺纹为特殊螺纹，电机底座上的螺纹为标准螺纹;本发明的缓冲用波簧是用来保证在高过载冲击的瞬态时间内超声波舵机内部零件不发生屈服失效；当锁紧螺母与电机轴通过螺纹紧固后，在轴向15000g，径向8000g的过载下预紧力无变化；
本发明因使用超声波电机作为能动元件，继承了超声波电机频响高和响应快的特点，使得超声波舵机的频响和响应时间大幅度提高；
本发明因使用超声波电机作为能动元件，继承了超声波电机断电自锁的特点，使得超声波舵机的结构更加简化，且大幅度减小了舵机的重量；
本发明因使用超声波电机作为能动元件，使得超声波舵机的组成部件减少，增加了超声波舵机的可靠性；
本发明因使用导电塑料电位器作为闭环元件，提高了超声波舵机的控制可靠性。
【附图说明】
[0010]图1为本发明实施例提供的一种共轴高过载旋转行波超声波舵机的结构示意图。
[0011]其中:1_超声波舵机控制舱;2-导电塑料电位器;3-键;4-电机底座;4-1-上端连接螺纹;4-2-下端连接螺纹;5-锁紧螺母;6-轴承内圈垫圈；7-端面推力轴承;8-第一螺钉;9-转子圆盘；10-吸振垫圈；11-摩擦片；12-弹性体；13-缓冲用波簧；14-同心轴承；15-轴承；16-预压力调整垫圈；17-超声波舵机驱动器;18-第二螺钉;19-柔性导电膜;20-压电陶瓷换能片;21-第二螺钉。
【具体实施方式】
[0012]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0013]本发明实施例提供一种共轴高过载旋转行波超声波舵机，如图1所示，该超声波舵机包括超声波舵机控制舱1、超声波舵机驱动器17、导电塑料电位器2、弹性体12、转子圆盘
9、电机底座4、锁紧螺母5，所述电机底座4上设置定子和转子圆盘9，所述弹性体12下侧表面设置有压电陶瓷换能片20，压电陶瓷换能片20为弹性体12提供振动源，压电陶瓷换能片20下侧表面设置有柔性导电膜19;所述转子圆盘9下侧面设置有摩擦片11并与弹性体12接触，其中摩擦片11是为了避免转子圆盘9和弹性体12直接摩擦;转子圆盘9上侧端面设置有吸振垫圈10，吸振垫圈10是为了吸收高频振动时发出的噪音;所述转子圆盘9上侧设置有超声波舵机控制舱I并与转子圆盘9接触;所述超声波舵机控制舱I上侧内部环形区域设置导电塑料电位器2并与超声波舵机控制舱I接触，导电塑料电位器2通过键3与电机底座4连接;所述电机底座4在转子圆盘9上侧面处套设锁紧螺母5;所述电机底座4下侧内部环形区域设置超声波舵机驱动器17并与电机底4座接触;所述超声波舵机控制舱I外侧面有四片固定舵翼；所述柔性导电膜19下侧表面设置有缓冲用波簧13并与柔性导电膜19和电机底座4接触;所述电机底座4下部侧面并且与超声波舵机控制舱I之间设置有同心轴承14，所述同心轴承14分别与超声波舵机控制舱I和电机底座4接触。
[0014]本发明的“共轴”指超声波电机的轴向与舵机的轴向同心。
[0015]所述压电陶瓷换能片20通过环氧胶粘接在所述弹性体12下表面，所述柔性导电膜19通过环氧胶粘接在压电陶瓷换能片20下表面。
[0016]所述超声波舵机控制舱I与转子圆盘通过第一螺钉8连接，所述弹性体12和电机底座通过第二螺钉18连接，所述导电塑料电位器2与超声波舵机控制舱I通过第三螺钉连接。
[0017]拧紧所述锁紧螺母5，当增加到预定值时，停止转动锁紧螺母5，由于锁紧螺母5螺纹为特殊要求螺纹，起到将电机底座4和锁紧螺母5自锁的作用，在高过载条件下，电机预紧力无变化。
[0018]所述锁紧螺母5的螺纹为特殊螺纹，电机底座上的螺纹为标准螺纹;该缓冲用波簧是用来保证在高过载冲击的瞬态时间内超声波舵机内部零件不发生屈服失效。当锁紧螺母与电机轴通过螺纹紧固后，在轴向15000g，径向8000g的过载下预紧力无变化。
[0019]所述电机底座4、锁紧螺母5、轴承内圈垫片6、端面推力轴承7、转子圆盘9、吸震垫圈10、摩擦片11、弹性体12、缓冲用波簧13、轴承15、预压力调整垫圈16、连接定子与电机底座的螺钉18、柔性导电膜19、压点陶瓷换能片20组成超声波电机，该超声波电机与超声波舵机控制舱同轴，且通过同心轴承14保证超声波舵机控制舱与超声波电机同轴。
[0020]所述轴承15、端面推力轴承7分别设置在转子圆盘9与电机底座4之间。
[0021 ]所述轴承内圈垫片6设置在锁紧螺母5与端面推力轴承7之间。
[0022]以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种共轴高过载旋转行波超声波舵机，其特征在于，该超声波舵机包括超声波舵机控制舱(I)、超声波舵机驱动器(17)、导电塑料电位器(2)、弹性体(12)、转子圆盘(9)、电机底座(4)、锁紧螺母(5)，所述电机底座(4)上设置有定子和转子圆盘(9)，所述弹性体(12)下侧表面设置有压电陶瓷换能片(20)，所述压电陶瓷换能片(20)下侧表面设置有柔性导电膜(19);所述转子圆盘(9)下侧面设置有摩擦片(11)并与所述弹性体(12)接触，所述转子圆盘(9)上侧端面设置有吸振垫圈(10);所述转子圆盘(9)上侧设置超声波舵机控制舱(I);所述超声波舵机控制舱(I)上侧内部环形区域设置导电塑料电位器(2)，所述导电塑料电位器(2)通过键(3)与电机底座(4)连接;所述电机底座(4)在转子圆盘(9)上侧面处套设锁紧螺母(5);所述电机底座(4)下侧内部环形区域设置超声波舵机驱动器(17);所述超声波舵机控制舱(I)外侧面有四片固定舵翼;所述柔性导电膜(19)下侧表面设置有缓冲用波簧(13);所述电机底座(4)下部侧面并且与超声波舵机控制舱(I)之间设置有同心轴承(14)。2.根据权利要求1所述的共轴高过载旋转行波超声波舵机，其特征在于:所述导电塑料电位器(2)与超声波舵机控制舱(I)同轴。3.根据权利要求1或2所述的共轴高过载旋转行波超声波舵机，其特征在于:所述电机底座(4)上端设置有用于连接前端舱体的连接螺纹(401);所述电机底座(4)下端设置有用于连接后端舱体的连接螺纹(402)。4.根据权利要求3所述的共轴高过载旋转行波超声波舵机，其特征在于:所述超声波舵机控制舱(I)与转子圆盘通过第一螺钉(8)连接，所述弹性体(12)和电机底座(4)通过第二螺钉(18)连接，所述导电塑料电位器(2)与超声波舵机控制舱(I)通过第三螺钉连接。
【专利摘要】本发明公开了一种共轴高过载旋转行波超声波舵机，定子和转子圆盘设置在电机底座上，所述定子下侧表面设置有压电陶瓷换能片，压电陶瓷换能片下侧表面设置有柔性导电膜；所述转子圆盘下侧面设置有摩擦片并与定子接触，上侧端面设置有吸振垫圈；所述转子圆盘上侧设置有超声波舵机控制舱；所述超声波舵机控制舱上侧内部环形区域设置导电塑料电位器；所述电机底座在转子圆盘上侧面处套设锁紧螺母；所述电机底座下侧内部环形区域设置超声波舵机驱动器；所述超声波舵机控制舱外侧面有四片固定舵翼；所述柔性导电膜下侧表面设置有缓冲用波簧。本发明具有抗高过载、频响高、重量轻、结构简单、可靠性高的优点。
【IPC分类】B64C13/50, B63H25/26
【公开号】CN105667752
【申请号】CN201610138372
【发明人】张毅锋, 潘云华, 张武, 郝妍
【申请人】西安创联超声技术有限责任公司
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年3月11日